[实用新型]一种伺服电机和伺服控制系统

权利要求书

1.一种伺服电机，其特征在于，包括定子(1)、转子、以及设于所述定子(1)端面上的用于检测所述转子磁场位置的线性霍尔元件(2)和开关霍尔元件(3)；所述线性霍尔元件(2)和开关霍尔元件(3)均位于所述定子冲片的圆周面上，所述线性霍尔元件(2)和开关霍尔元件(3)之间的电角度为90°，且所述线性霍尔元件(2)和开关霍尔元件(3)的磁敏感面均与所述转子的磁极表面相对；

在与所述开关霍尔元件(3)对应的定子极上还设有用于检测转子转速的反电动势检测线圈(4)；

所述线性霍尔元件(2)、开关霍尔元件(3)和反电动势检测线圈(4)分别连接至所述伺服控制器。

2.根据权利要求1所述的伺服电机，其特征在于，所述定子冲片第一个绕线槽的槽口设有与所述线性霍尔元件(2)的大小相匹配的线性霍尔元件槽；所述定子冲片第一个定子极上设有与所述开关霍尔元件(3)大小相匹配的开关霍尔槽；所述定子冲片线性霍尔槽的中心与所述开关霍尔槽的中心在空间相差90°的电角度；

所述线性霍尔元件(2)位于所述线性霍尔槽中，所述开关霍尔元件(3)位于所述开关霍尔槽中，所述反电动势检测线圈(4)绕于所述定子冲片的第一个定子极上。

3.一种伺服控制系统，其特征在于，包括伺服控制器和如权利要求1-2任一项所述的伺服电机，其中，所述伺服控制器包括转角变换电路、速度变换电路和Id、Iq矢量控制模块，所述Id、Iq矢量控制模块通过交轴电流Iq来控制所述伺服电机的力矩和速度，通过直轴电流I d来扩大电机的速度范围；

所述转角变换电路与所述伺服电机的线性霍尔元件(2)、开关霍尔元件(3)和反电动势检测线圈(4)连接，包括用于将所述线性霍尔元件(2)输 出的正弦波模拟输出电压转换成数字量的A/D转换模块，经所述A/D转换模块所得的数字量通过所述开关霍尔元件(3)提供的符号函数来区分正弦波按90°为周期的多值性，利用所述反电动势检测线圈(4)的符号函数±Sig|Ve|确定转角和速度的方向，最后通过所述伺服控制器的控制核心运算获得具有唯一性的数字量位置信号；

所述速度变换电路包括用于将所述反电动势检测线圈(4)的理想输出转换成模拟量或数字量的速度输出信号的信号滤波器或A/D转换模块。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于，所述伺服控制器的控制核心为数字信号DSP或单片机MCU。

5.根据权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述伺服控制器的控制核心包括现场可编程门阵列FPGA或专用集成电路ASIC。

6.根据权利要求3-5任一项所述的伺服控制系统，其特征在于，所述伺服电机为磁极对数P＝3，槽数S＝9的内转子电机。

7.根据权利要求3-5任一项所述的伺服控制系统，其特征在于，所述伺服电机为磁极对数P＝23，槽数S＝51的外转子轮毂电机。